Archaeological ferrous alloys: from elaboration to degradation. Analytical strategies for the physicochemical characterization

À travers deux exemples liés aux matériaux ferreux, cet article montre comment peut se construire une stratégie analytique dans le domaine des matériaux du patrimoine depuis la question posée par l’archéologue, le conservateur ou le restaurateur jusqu’aux réponses apportées par l’analyse des résultats et les nouvelles problématiques qui peuvent en émerger. Ainsi, pour étudier l’apparition et la diffusion du procédé indirect de réduction du minerai de fer, il sera montré comment l’analyse chimique et structurale à l’échelle du micromètre des inclusions non métalliques piégées dans le matériau a permis de mettre en place un moyen de diagnostic efficace.

Cette recherche a nécessité un passage par l’utilisation de techniques telle la microdiffraction du rayonnement synchrotron, et la mise en place d’une réflexion sur les processus métallurgiques anciens. Elle a ensuite débouché sur une méthode de diagnostic basée sur l’utilisation de moyens analytiques plus courants (microscopie électronique et spectrométrie EDS) pour l’étude statistique des matériaux ferreux. Cette méthode donne actuellement des résultats importants pour la compréhension de la diffusion des procédés dans le nord de l’Europe dans le courant du Moyen-Âge.

De même, pour répondre aux problèmes de conservation liés à la présence de phases chlorurées, les études récentes couplant des techniques classiques (microscopies électroniques, spectroscopie Mössbauer) à l’usage de microfaisceaux synchrotrons ont contribué à éclairer de manière significative le rôle joué par les phases chlorurées dans les systèmes de corrosion. Les résultats obtenus vont ainsi permettre d’optimiser les traitements de restauration nécessaires à la sauvegarde des éléments en fer du patrimoine.